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发布时间：
2023-11-14 11:09
来源：
《基于线性摩擦连接金沙8888js官方的新型宽高翅片风冷散热器开发》
1．项目背景需求
铲齿散热器，利用特殊的铲刀以一定角度从一块长条铝板，将叶片一片一片地铲出并竖立起来，形成排序一致的间隙结构，如图 1 所示。随着 IGBT 功率的不断增加，要求锯齿型散热效率不断提高，使得铲齿散热器的齿宽和齿高不断增大。但是通过铲刀等机械加工制备的铲齿宽度最大为 550mm，齿高不超过 120mm，难以先进散热器满足使用要求。因此，制备宽高翅片的风冷散热器是解决大功率 IGBT 热交换装置散热问题的主要发展方向之一。
图 1 铲齿散热器示意图
广东文轩热能科技股份有限公司（以下简称“文轩热能”）多年来一直专注于大功率散热器的研发、生产以及金沙8888js官方服务。企业历时三年自主开发的大功率铲齿散热器工艺，随着规模化的应用，生产工艺更加成熟，金沙8888js官方覆盖面不断加大，自动化程度逐步提高，成本及可靠性优势明显，已得到通信、UPS、变频器、控制器、风电变流器、SVG 等国内外客户的广泛认可。
前期，通过多轮沟通调研了解到，目前大功率散热行业内已大都采用铲齿工艺制备风冷散热器，同时由于华为等大企业的进入，竞争压力陡增，企业急需开发新的金沙8888js官方，降低生产制造成本，提高生产效率，保持在行业内的竞争优势。另一方面，线性摩擦焊金沙8888js官方设备也较为昂贵，企业暂无相应资源实现金沙8888js官方验证，需要委托科研单位进行前期金沙8888js官方验证的可行性研究，帮助企业降低研发成本。
基于此，文轩热能希望借助我院人员设备及金沙8888js官方优势，联合开展两个方面的研发工作：一是采用线性摩擦连接（Line friction welding， LSW）金沙8888js官方进行铝合金的焊接，以实现 Al-Al 厚板材的连接，连接强度满足使用要求，确定 30t 线性摩擦焊有效连接的最大截面。二是通过实现薄板 Al-Al 的线性摩擦焊连接，确定薄板铝合金的最薄厚度、宽度及高度。
2．项目实施内容
2020 年 8 月，文轩热能与我院材料研究所先后签订了《铝合金线性摩擦焊接头组织与性能研究》和《热交换器铝金属的瞬时液相扩散焊连接金沙8888js官方研究》两份金沙8888js官方服务合同，项目组认真分析后认为该项目的主要金沙8888js官方难点在于：
（1）线性摩擦焊金沙8888js官方主要用于航空航天等领域，目前国内只有极少数军工科研院所拥有线性摩擦焊设备。如何实现实验比较困难。
（2）对于 6 系铝合金而言，材料的散热系数大，屈服强度低，如何实现 6 系Al 合金线性摩擦焊的有效连接是本项目的主要难点之一。
（3）铲齿散热器，齿片越薄，齿间距越小，薄片铝合金而言，承受载荷进一步降低，薄板铝合金的线性摩擦焊是本项目另一个主要难点。
为保质保量地完成好文轩项目，材料研究所迅速组织人员、成立金沙8888js官方攻关小组，对照研制需求，认真梳理了我院当前的金沙8888js官方团队优势，认为：
首先，项目负责人李相伟博士工作期间对高温合金线性摩擦焊工艺进行过系统调研，熟悉国内外线性摩擦焊金沙8888js官方发展现状。其次，项目组成员丁仁根教授在国外
工作期间研究过铝合金的线性摩擦焊工艺，可确保金沙8888js官方方案的可实施性。再者，项目组成员王晨的博士课题即研究的是铝合金搅拌摩擦工艺，经验丰富。
在一年多的时间里，我院项目组：首先通过标准铝块试样研究铝合金的线性摩擦焊工艺性能，优化焊接工艺，确定了 6 系铝合金在 30T 线性摩擦焊设备条件下，焊接的最大有效截面积。然后研究不同薄片厚度、宽度和间距铝合金的焊接接头组织与性能，进一步优化了工艺窗口。最后开展工艺验证、确定了工艺规范。
3．项目攻关成果
文轩热能项目通过液压制动式线性摩擦焊，优化焊接工艺，实现了 6 系铝合金标准试块的连接、薄片状铝合金的连接以及铲齿散热器模拟件的连接，并最终形成了线性摩擦焊连接工艺规范，满足了强度等性能要求。
该项目属于前沿金沙8888js官方，在大功率散热行业内实现了从无到有的金沙8888js官方突破，后续通过企业的中试生产验证，将会大量可观的经济效益。
图 1 焊后热处理对接头组织和性能的影响：（a）焊态；（b）焊后热处理；（c）组织
附件：合作企业及项目负责人简介
广东文轩热能科技股份有限公司，成立于 2009 年(简称:文轩热能), 专注于大功率散热解决方案的研发，生产及金沙8888js官方服务。文轩热能全面通过 ISO9001：2008；ISO14001：2004；TS16949 等质量管理体系认证，成立七年来陆续为 ICT、光伏逆变器、风电变流器、无功补偿装置、动力电池、动力电机、电机控制器、储能系统等领域提供优秀的热管理方案及产品。得到了伟创力、富士通、阳光电源、海得控制、国电南瑞、比亚迪等合作伙伴的认可与支持。2018 年营收 2 亿元，人员 350 人。
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